Руководитель – Золотовский Игорь Олегович, к.ф-м.н.

Цель создания: развитие и внедрение передовых наукоёмких технологий, связанных с лазерными, оптоволоконными технологиями, подготовка высококвалифицированных специалистов в области лазерной и радиационной физики, оптоволоконных технологий, лазерной медицины и биологии.

Основные направления деятельности:

1. Проведение широкомасштабных исследований в рамках тематики - «Радиационная оптоэлектроника и волоконная оптика»
2. Радиационная и лазерная биофизика
3. Подготовка высококвалифицированных специалистов в области лазерной и радиационной физики, оптоволоконных технологий, лазерной медицины и биологии.

Оборудование НОЦ:

• спектроанализаторы;
• волоконные и твердотельные лазеры;
• измерители мощности;
• устройство для сварки световодов;
• устройство для резки световодов;
• элементы оптики;
• волоконные кабели;
• эллипсометр;
• оптические изоляторы.

Развитие данного направления имеет стратегическое значение для регионального кластера «Приборостроение». Перед данной отраслью в целом стоит проблема дефицита квалифицированных кадров, разработки конкурентных на мировом уровне технологий. В этой связи основной задачей для решения данной проблемы Правительство Ульяновской области видит в научно-техническом и кадровом обеспечении предприятий отрасли со стороны вузов региона, в том числе УлГУ, трансфере технологий от вузов к предприятиям с помощью эффективной инновационной инфраструктуры.

Предприятия отрасли, ставят перед УлГУ задачи, решение которых требует развития и внедрения новейших лазерных и оптоволоконных технологий, а именно:

• 1. Использование мощных лазерных обрабатывающих комплексов на машиностроительных предприятиях региона, прежде всего, авиастроительного профиля;
• 2. Разработка атмосферных оптических линий связи для авиации, способной обеспечить устойчивую защищенную связь между авиобортами, имеющими скорость свыше 1000 км/час;
• 3. Разработка волоконных датчиков для мониторинга состояния (в режиме реального времени) композиционных авиаматериалов;
• 5. Разработка систем мониторинга (в режиме реального времени) объектов энергетики (включая объекты ядерной энергетики);
• 6. Разработка лазерной медицинской техники для лечения социально-значимых заболеваний (легочных (включая тяжелые формы туберкулеза) и онкологических);
• 7. Разработка волоконных дозиметров для нужд клинической радиологии.

Потенциал УлГУ по направлениям «Лазерные и нанотехнологии (и наноматериалы)».

На базе Ульяновского госуниверситета создан международный научно-образовательный центр лазерных и нанотехнологий. В рамках деятельности центра осуществляется разработка технологий (и подготовка специалистов соответствующего профиля) по направлениям, представляющим исключительную значимость для развития региона.

Так осуществляется разработка импульсных (субпикосекундных и фемтосекундных) лазерных обрабатывающих комплексов для предприятий машиностроения (прежде всего, авиастроения). Также на базе соответствующих обрабатывающих комплексов осуществляется подготовка специалистов в области материаловедения и металлообработки (не менее 20 студентов ежегодно).

На основе модифицированных световодов разрабатывается система мониторинга объектов энергетики, включая объекты ядерной энергетики. Создание соответствующей системы будет играть значимую роль для дальнейшего совершенствования реакторной техники, а также для решения проблем безопасности по уже существующим объектам.

По результатам деятельности центра будут изготовлены и продемонстрированы макеты распределенного волоконного дозиметра и точечного радиотерапевтического волоконного дозиметра. Радиотерапевтический дозиметр будет испытан в клинических условиях, в том числе, на базе областного онкологического центра в г. Ульяновске.

Распределенные волоконные дозиметры, предназначенные для мониторинга окружающей среды на территориях с радиоактивным загрязнением и вокруг объектов с ядерной опасностью, могут также применяться внутри атомных электростанций для обеспечения безопасности персонала. Распределенные волоконные дозиметры представляются перспективными для долговременного мониторинга мест захоронений ядерных отходов — эффективного проведения мониторинга окружающей среды на объектах ядерной энергетики. С другой стороны, разработка и испытание радиотерапевтического дозиметра будут способствовать решению важной международной технической задачи, а именно: обеспечение качества лучевой терапии и снижение лучевых повреждений пациента при проведении лучевой терапии. Кроме того, использование подобного рода световода может быть полезным для проведения фундаментальных исследований в области радиобиологии.

Структурные подразделения УлГУ, научно-исследовательская деятельность которых ведется в рамках данного направления:

1)   Инженерно-физический факультет высоких технологий УлГУ (http://www.ulsu.ru/com/faculties/fpht/);

2)   Научно-исследовательский и технологический институт УлГУ (http://niti.ulsu.ru/)

В данном направлении в УлГУ работают 13 докторов наук, 21 кандидатов наук. В работах по направлению во взаимодействии с УлГУ участвуют 1 академик РАН, 1 член-корреспондент РАН.

Направление обеспечено следующей материально-технической базой и инфраструктурой УлГУ, а также партнера УлГУ — ОАО «ГНЦ НИИАР» в соответствии с Соглашением о сотрудничестве, а также Соглашением о создании регионального центра коллективного пользования:

• лаборатория материалов микроэлектроники и волоконной оптики;
• совместная с Научным центром волоконной оптики РАН лаборатория волоконной оптики;
• лаборатория микроволновых технологий;
• Центр нанотехнологий и материалов, обладающей уникальной, не имеющей мировых аналогов материаловедческой базой, включающей мощнейшие источники гамма и нейтронного излучения.

Основными научными и прикладными задачами, решаемыми в рамках данного направления, являются:

- разработка новых приборов и датчиков для опто- и микроэлектроники, атомной промышленности, приборостроения (в т.ч. используемых в медицинской диагностике);

- разработка и создание волоконных лазеров с различными спектральными, мощностными и временными характеристиками, в том числе, отвечающим требованиям лазерной инженерии биотканей, разработка и создание компрессоров лазерного излучения;

- исследования изменения свойств материалов под лазерным и радиационным облучением; разработка моделей распространения мощного оптического излучения в нелинейных (в том числе активных) средах; разработка математических моделей солитоноподобного режима распространения оптического излучения;

- исследования в области смежных областей физики, связанных с нелинейными процессами и теорией солитонов;

- исследования взаимодействия лазерного и радиационного излучений с биологическими объектами;

- разработка и внедрение новых лазерных и радиационных технологий медицинского назначения, расширение спектра и удешевление применения известных лазерных, радиационных и волоконно-оптических технологий в медицине;

- изучение механизмов деградации и модификации полупроводниковых и волоконно-оптических структур под воздействием ионизирующего излучения и лазерных ультракоротких импульсов (субпикосекундного и фемтосекундного диапазонов).

В рамках деятельности Центра предполагается разработка новых типов медицинских лазеров, а также методик их использования для лечения социально-значимых для региона заболеваний легочных (включая туберкулез различных типов) и онкозаболеваний.

По данному направлению в УлГУ:

- действует Научно-образовательный центр лазерных, оптоволоконных и радиационных технологий (http://niti.ulsu.ru/node/138), который создан совместно с Научным центром волоконной оптики РАН в 2007 г. Данный НОЦ получает бюджетное финансирование в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»;

- функционирует докторский диссертационный совет ДМ.212.278.01 (http://uni.ulsu.ru/aspir/dissov.php) по специальностям: 01.04.05 оптика; 01.04.07 физика конденсированного состояния; 01.04.10 физика полупроводников.

Партнерами УлГУ в данном направлении выступают:

• Научный центр волоконной оптики РАН;
• Институт общей физики РАН им.А.М.Прохорова;
• Tampere University of Technology (Центр оптоэлектронных исследований при Технологическом университете в г.Тампере);
• Université de Mons-Hainaut (UMH) (Университет г.Монса, Бельгия);
• Университет Астон (Великобритания);
• Университет г.Лилль (Франция);
• ОАО «Государственный научный центр «Научно-исследовательский институт атомных реакторов» (Ульяновская область);
• ООО «Инновационное предприятие «НЦВО ‑ Фотоника» (г.Москва);
• ГУЗ Областной онкологический диспансер (г.Ульяновск).

Также активно осуществляться взаимодействие с лабораториями рамановской спектроскопии ФИ РАН и лаборатории волоконных лазеров ИОФ РАН. На базе этих лабораторий предполагается проведение стажировок студентами и аспирантами УлГУ.